Fe-Mn-Al系轻质低温钢的组织调控及强韧化机理研究

发布时间：2024-05-08 05:44

　　Ni系低温钢在过去50年里被广泛应用于制备各种低温容器。近年来,由于国际上Ni矿产资源日益紧缺,且Ni合金成本居高不下,“节Ni化”和“无Ni化”成为Ni系低温钢发展的必然趋势。2015年,韩国浦项制铁研发的极低温用高锰奥氏体低温钢己被成功应用于LNG储罐上,相比之下,我国自主研发的无Ni低温钢还存在屈服强度低、低温韧性差、性能各向异性等问题。本文基于超低碳、高锰、中铝的成分设计思路,开发出了一种强度高、塑性好,同时具有良好低温韧性的Fe-Mn-Al系轻质低温钢。通过热变形行为以及热处理工艺研究掌握了实验钢的组织与性能的调控技术,并揭示了实验钢在室温和-196℃下的塑性变形机制及强韧化机理。总结如下:综合考虑合金元素对相组成、变形机制、力学性能及密度的影响,设计并制备了 Fe-24.4Mn-4.04AI-0.057C 和 Fe-26.0Mn-6.20AI-0.050C两种轻质低温钢。对两种实验钢的相变点、密度、层错能进行了计算与测量,结果表明:Fe-24.4Mn-4.04Al-0.057C钢在560.5～1238.9℃为奥氏体相区,其室温组织为单相奥氏体,密度为7.19g/cm3,相对...

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【部分图文】：

图2-I逆转奥氏体的TEM形貌(:)明场像;(b)暗场像;(c)电子衍射花样

ａｓｅｕ??图２－２?３％Ｃｕ的加入对９％Ｎｉ钢逆转奥氏体含量与强度的影响??另一种解释是在断裂过程中发生形变诱发马氏体转变，即局部相变诱发??塑性。在裂纹前面的塑性区中，机械力诱导逆转奥氏体相变成为马氏体，吸??，，止

图２－２?３％Ｃｕ的加入对９％Ｎｉ钢逆转奥氏体含量与强度的影响??另一种解释是在断裂过程中发生形变诱发马氏体转变，即局部相变诱发??塑性

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图２－３?７％Ｎｉ钢与９％Ｎｉ钢的（ａ）逆转奥氏体含量及（ｂ）力学性能对比??

钢化学成分和生产工艺的研究发现，含有较低Ｓｉ和Ｃｒ含量的７％Ｎｉ钢，通??过ＴＭＣＰ工艺配合两相区二次淬火，可使室温组织中获得更多的逆转奥氏体，??使力学性能达到与９％Ｎｉ钢相当的水平，而合金成本降低１０％以上，如图２－３??所示。其原理是少量的Ｓｉ能让焊缝及热影响区的组织在没有....

图２－４层错能对高锰奥氏体低温钢变形机制的影响??

利用动态压缩试验研究了?２２Ｍｎ、２４Ｍｎ、２６Ｍｎ三种奥氏体钢的低温軔性机??理，发现在动态冲击变形和准静态拉伸变形过程中，奥氏体的层错能与变形??机制之间具有不同的对应关系，如图２－４所示。当奥氏体钢的层错能控制在??２０？３０ｍＪ／ｍ２，高速冲击变形时，形变孪晶与位错相互作....

本文编号：3967581